Physik

Das Fach Phy­sik wird am Han­nah-Arendt-Gym­ma­si­um ab der Klas­se 6 in jedem Schul­jahr bis zum Abitur unter­rich­tet. Je nach Inter­es­se in den jewei­li­gen Stu­fen wird neben den obli­ga­to­ri­schen Grund­kur­sen in der Ober­stu­fe auch ein Leis­tungs­kurs Phy­sik ange­bo­ten. In der Sekun­dar­stu­fe I arbei­ten wir dabei mit dem Lehr­werk „Duden Phy­sik“ und in der Ober­stu­fe mit „Phy­sik für die Ober­stu­fe“ von Cor­nel­sen. Für beson­ders inter­es­sier­te Schü­le­rin­nen und Schü­ler bie­tet sich die Mög­lich­keit im Rah­men der For­scher-AG einen Bei­trag für „Jugend forscht“ zu erstellen.

Unse­re Phy­sik­räu­me ver­fü­gen über eine moder­ne Aus­stat­tung mit Smart­board und Labor­ein­rich­tung für die Schü­ler­ti­sche. Wir nut­zen die­se in einem mög­lichst häu­fi­gen Ein­satz von Schü­ler­ex­pe­ri­men­ten. Im Anfangs­un­ter­richt ste­hen phy­si­ka­li­sche Phä­no­me aus dem All­tag im Mit­tel­punkt: Tem­pe­ra­tur und Jah­res­zei­ten (Ther­mo­dy­na­mik und Astro­no­mie), Licht und Schat­ten (Astro­no­mie und Optik), ers­te Ver­su­che zu elek­tri­schen Schalt­krei­sen (Elek­trik) sowie Hören und Lärm (Akus­tik). Das genaue Beob­ach­ten mit allen Sin­nen und das Mes­sen mit ein­fa­chen Mess­vor­rich­tun­gen wie Ther­mo­me­ter, Waa­ge, Maß­band und Geo­drei­eck sowie Mess­zy­lin­dern wird im Rah­men eige­ner Expe­ri­men­te erlernt und gefestigt. 

Durch das lang­sa­me Her­an­füh­ren an das Schrei­ben von Pro­to­kol­len mit Text­bau­stei­nen bah­nen wir eine ange­mes­se­ne Ver­wen­dung der Fach­spra­che an. Zusätz­lich wer­den die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ange­lei­tet ein Glos­sar zu füh­ren, das zu einem ver­tief­ten Ver­ständ­nis fach­spe­zi­fi­scher Zusam­men­hän­ge bei­tra­gen soll. In der Mit­tel­stu­fe wer­den die Inhal­te der Erpro­bungs­stu­fe ver­tieft und es kom­men neue Sach­ge­bie­te, ins­be­son­de­re Mecha­nik und Kern­phy­sik, hin­zu. Neben dem Aus­bau der Expe­ri­men­tier­fä­hig­kei­ten ste­hen jetzt quan­ti­ta­ti­ve Aus­wer­tun­gen der Expe­ri­men­te im Mit­tel­punkt, bei denen vor­han­de­ne Kom­pe­ten­zen aus dem Fach Mathe­ma­tik wie das Inter­pre­tie­ren von Gra­fen, Aus­wer­ten von pro­por­tio­na­len Zusam­men­hän­gen und geo­me­tri­sche Kon­struk­tio­nen ver­mehrt zum Ein­satz kom­men. In die­sem Rah­men för­dern wir durch den Umgang mit Tabel­len­kal­ku­la­ti­ons­soft­ware die Auf­be­rei­tung von Infor­ma­tio­nen und Daten mit digi­ta­len Medien. 

Am Ende der Mit­tel­stu­fe legen wir das Fun­da­ment für den nach­hal­ti­gen Umgang mit Res­sour­cen im Rah­men der Aus­ein­an­der­set­zung mit der Erzeu­gung, Bereit­stel­lung und Nut­zung von elek­tri­scher Ener­gie. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wer­den unter ande­rem ange­lei­tet kri­tisch und effek­tiv mit der Infor­ma­ti­ons­flut in digi­ta­len Medi­en umzu­ge­hen und Infor­ma­ti­ons­quel­len sinn­voll aus­zu­wäh­len, indem sie bei­spiels­wei­se zu den Gefah­ren des elek­tri­schen Stroms, und zur Nut­zung von Kern- und erneu­er­ba­ren Ener­gien in Pro­jekt­form arbei­ten und ihre Arbeits­er­geb­nis­se mit digi­ta­len Medi­en präsentieren.

Am Stand­ort Lin­den­stra­ße ste­hen zudem zwei wei­te­re Phy­sik­räu­me zu Ver­fü­gung, einer mit elek­tro­ni­scher Tafel und Labor­ein­rich­tung an den Schü­ler­ti­schen, der ande­re als klas­si­scher Hör­saal. In der Ober­stu­fe bau­en wir den Ein­satz des Smart­pho­nes als Mess­ge­rät im Unter­richt wei­ter aus. In der Ein­füh­rungs­pha­se ver­mes­sen wir Bewe­gun­gen mit Hil­fe von Han­dy­vi­de­os und einer Videon­ana­ly­se-Soft­ware sowie ver­schie­de­ner Apps, die den Beschleu­ni­gungs­sen­sor aus­le­sen. Wir för­dern damit das Ver­ständ­nis der Schü­le­rin­nen und Schü­ler für die Hard­ware des Smart­pho­nes sowie ihre Kom­pe­tenz mit digi­ta­len Mög­lich­kei­ten der Mess­wert­erfas­sung umzu­ge­hen. In der Qua­li­fi­ka­ti­ons­pha­se nut­zen wir Smart­pho­nes zur Mes­sung und Visua­li­sie­rung von Magnet­fel­dern und akus­ti­schen Schwin­gun­gen. Durch­ge­hend wer­den in der Ober­stu­fe phy­si­ka­li­sche Simu­la­tio­nen zur Erkennt­nis­ge­win­nung ein­ge­setzt. Das Fach Phy­sik leis­tet dadurch einen Bei­trag zum eigen­stän­di­gen Ler­nen mit digi­ta­len Medi­en. Außer­dem wen­det sich der Unter­richt in der Qua­li­fi­ka­ti­ons­pha­se der mikro­sko­pi­schen Welt der Atom‑, Kern- und Ele­men­tar­teil­chen­phy­sik sowie der Quan­ten­ob­jek­te zu. 

Ande­rer­seits wird der Blick auf die gro­ßen Zusam­men­hän­ge in der spe­zi­el­len und all­ge­mei­nen Rela­ti­vi­täts­theo­rie gerich­tet. Nicht zuletzt zielt der Ober­stu­fen­un­ter­richt in Phy­sik dar­auf ab die Schü­le­rin­nen und Schü­ler zu mün­di­gen und kri­ti­schen Indi­vi­du­en zu erzie­hen, indem sie die wis­sen­schaft­li­che Metho­dik von evi­denz­ba­sier­tem Ver­wer­fen oder Anneh­men von Hypo­the­sen anwen­den und ihnen damit ermög­licht wird kri­tisch mit Infor­ma­tio­nen umzu­ge­hen. Als Bei­spiel sind hier so genann­te „Fake News“ zum Kli­ma­wan­del zu nennen.